Verfahren zur nasschemischen Oberflächenbehandlung von Halbleiterscheiben

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur naßchemischen Ober­flächenbehandlung von Halbleiterscheiben, bei dem wässrige, eine oder mehrere chemisch wirksame Substanzen gelöst ent­haltende Phasen zur Einwirkung auf die Oberflächen gebracht werden.

[0002] Die ständig steigende Miniaturisierung bei der Herstellung von elektronischen Bauelementen hat immer höhere Anforderun­gen an die Oberflächenqualität der in der Regel in Scheiben­form verwendeten Halbleitermaterialien wie insbesondere Silicium, aber auch Germanium, Galliumarsenid, oder Indium­phosphid zur Folge. Dies gilt nicht nur für die geometrische Qualität der Oberflächen, sondern auch für ihre Reinheit, chemische Beschaffenheit und Partikelfreiheit.

[0003] Um diese Parameter in reproduzierbarer Weise beeinflussen und steuern zu können, wurden Reinigungsverfahren entwik­kelt, bei denen im Anschluß an einen Poliervorgang, durch den die geometrische Perfektion der Halbleiteroberflächen gewährleistet wird, eine Abfolge von Behandlungsschritten durchgeführt wird, bei denen verschiedene wässrige Agentien auf die Oberflächen einwirken. Die meisten dieser Verfahren gehen im wesentlichen auf einen Reinigungsprozeß zurück, der von W. Kern und D.A. Puotinen in RCA Reviews 31, 187 (1970) angegeben wurde, und aus einer Folge von Spül-, Hydrophi­lierungs- und Hydrophobierungsschritten besteht. Als Agen­tien kommen zumeist wässrige Lösungen von Ammoniak, Chlor­wasserstoff, Fluorwasserstoff und als oxidierende Komponente Wasserstoffperoxid zum Einsatz.

[0004] Es ist dabei unerläßlich, daß die verwendeten Lösungen strengste Reinheitskriterien erfüllen, sei es in Bezug auf den Fremdionenanteil oder die Partikelfreiheit. Aus diesem Grund werden die Lösungen mit großem Aufwand bereits bei ihrer Herstellung durch Filtrationsvorgänge von den Parti­keln so weit als möglich befreit, dann in speziellen Behält­nissen transportiert und schließlich unter besonderen Vor­kehrungen in die vorgesehenen Reinigungsbäder oder Sprühan­lagen bzw. vorgeschaltete Reservoirs eingefüllt, wobei auch in den vorhandenen Zu- bzw. Ableitungen zusätzliche Filtra­tionseinrichtungen vorgesehen werden können.

[0005] Nachteilig wirkt sich dabei zum einen aus, daß die fertigen Lösungen bisweilen in großen Mengen und über weite Strecken transportiert werden müssen, was aufwendig ist und die Kon­taminationsgefahr erhöht. Darüber hinaus ist der Einsatz insbesondere in den Fällen umständlich, in denen mehrere Behandlungsschritte mit verschiedenen Lösungen nacheinander durchgeführt werden, da eine entsprechend große Anzahl von Tauchbädern vorgelegt werden muß, deren Zusammensetzung darüber hinaus wegen der chemischen Reaktionen mit den Sub­straten und/oder der Flüchtigkeit der chemisch wirksamen Substanzen Schwankungen unterworfen ist. Bei den bekannten Sprühreinigungsprozessen ist eine umfangreiche Vorratshal­tung für die verschiedenen Lösungen erforderlich. Darüber hinaus müssen in aufwendigen zwischengeschalteten Wasch­schritten insbesondere in den Zuleitungen jeweils die Rück­stände des vorhergegangenen Behandlungsschrittes entfernt werden, ehe der nächste Schritt eingeleitet werden kann.

[0006] Die Aufgabe der Erfindung lag darin, ein Verfahren der ein­gangs genannten Art anzugeben, das einerseits die Probleme bei der Bereitstellung partikelfreier Lösungen vermeidet und eine einfache, rasche und wirksame Durchführung von auf die Oberfläche von Halbleiterscheiben einwirkenden Behandlungs­schritten gestattet.

[0007] Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß in ein die zu behandelnden Halblei­terscheiben enthaltendes System die chemisch wirksamen Sub­stanzen in gasförmigem und das Wasser in feinverteiltem flüssigem Zustand eingeleitet und die auf die Oberflächen einwirkenden Phasen unmittelbar im System durch Zusammen­wirken der Gas- und der flüssigen Phase gebildet werden.

[0008] Die Möglichkeit, derartige naßchemische Prozesse bei der Scheibenreinigung durch den Einsatz von Gasen zu unterstüt­zen, ist zwar allgemein in dem Abstract No. 640 der Extended Abstracts ECS Fall Meeting, Oct. 18-23, 1987, S. 900, New Solutions for Automatic Wet Processing, Verfasser Chris McConnell, angesprochen. In diesem Dokument werden jedoch keine konkreten Angaben zur Durchführung solcher Prozesse gemacht, sondern auf die noch erforderlichen Forschungsan­strengungen verwiesen.

[0009] Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Wasser wird in möglichst hoher Reinheit eingesetzt, um eine Verun­reinigung der Scheibenoberfläche zu vermeiden. Wasser aus­reichender Reinheit kann beispielsweise in bekannter Weise durch Reinigung mittels Umkehrosmose, Ultrafiltration oder Ionenaustausch erhalten werden; es wird bei den derzeit üb­lichen Reinigungsprozessen beispielsweise für dazwischenge­schaltete Spülschritte eingesetzt. Wichtige Kenngrößen für die Beurteilung der Qualität von bei der Herstellung von elektronischen Bauelementen verwendetem Wasser sind Ionen-, Partikel- und Bakterienfreiheit sowie der Gehalt an orga­nisch gebundenem Kohlenstoff. Allgemein wird man die Erfor­dernisse an die Reinheit und Kontaminationsfreiheit des jeweils eingesetzten Wassers nach Maßgabe der an die behan­delten Scheiben gestellten Reinheitsanforderungen an Hand einer oder mehrerer dieser bekannten Kenngrößen beurteilen. In vielen Fällen geht jedoch die Tendenz dahin, Stoffe in der jeweils maximal möglichen Reinheit einzusetzen.

[0010] Die Wassertemperatur kann innerhalb eines weiten Bereiches variiert werden und liegt im allgemeinen zwischen 10 und 90 °C. In manchen Fällen kann das Wasser ohne zusätzliche Kühl- oder Wärmebehandlung eingesetzt werden, d.h. bei Temperatu­ren von etwa 15 bis 25 °C. Zumeist wird das Wasser jedoch auf Temperaturen im Bereich von 35 bis 75 °C gehalten, z.B. durch Thermostatisieren, da sich dann kürzere Behandlungs­zeiten erzielen lassen.

[0011] Das Wasser wird in das System, das die zu reinigenden Schei­ben aufgenommen hat, in feinverteilter Form eingebracht, d.h. beispielsweise eingesprüht, eingedüst oder vernebelt. Zu diesem Zweck eignen sich z.B. Düsensysteme, wie sie in den bekannten Sprühätz- oder Sprühreinigungsverfahren zum Aufbringen der Agentien auf die zu behandelnden Halbleiter­scheiben verwendet werden. Vorteilhaft werden Tröpfchen­größe, Einstrahlrichtung und Einstrahlstärke so aufeinander abgestimmt, daß sich zumindest im Bereich, in dem die Halb­leiterscheiben vorgelegt sind, ein gleichmäßiger aerosolar­tiger Wassernebel aufbaut, so daß eine gleichmäßige Einwir­kung auf die Scheibenoberfläche gewährleistet ist.

[0012] Als gasförmig zugeführte chemisch wirksame Substanzen kommen solche in Frage, die mit dem feinverteilten Wasser unter Bildung von auf der Scheibenoberfläche wirksamen Phasen zu­sammenwirken können. Bevorzugte Beispiele für solche Gase sind Ammoniak, Chlorwasserstoff, Fluorwasserstoff und Ozon oder ozonisierter Sauerstoff. Diese Gase können dabei sowohl in reiner Form als auch als Beimischung zu Trägergasen wie etwa Stickstoff, Argon oder ggf. auch Wasserstoff eingesetzt werden, wobei jedoch die Möglichkeit von Reaktionen zu be­rücksichtigen ist. Auch Luft kann grundsätzlich als Träger­gas verwendet werden, sofern durch entsprechende Behandlung die erforderliche Reinheit und Partikelfreiheit sicherge­stellt ist.

[0013] Ammoniakgas, Chlorwasserstoffgas und Fluorwasserstoffgas sind in ausreichender chemischer Reinheit im Handel bei­spielsweise in den bekannten Stahlflaschen unter Druck er­hältlich und lassen sich nötigenfalls durch in den Gasstrom eingeschaltete Filter, wie etwa Membranfilter aus inerten Materialien, z.B. Kunststoffen wie Polytetrafluorethylen, und mit entsprechend ausgewählten Porengrößen, von mitge­führten Partikeln befreien. Im allgemeinen zeichnen sich solche, in den Flaschen zumeist in verflüssigter Form vor­liegende Gase durch eine hohe Reinheit aus, da viele Verun­reinigungen in der flüssigen Phase und damit in der Gas­flasche verbleiben. Bisweilen fallen geeignete Gase auch bei anderen Prozessen in ausreichender chemischer Reinheit als Abgase oder Nebenprodukte an und können so einer Verwendung zugeführt werden. Ein Beispiel dafür ist der bei der Sili­ciumherstellung durch Zersetzung von Trichlorsilan anfallen­de Chlorwasserstoff, der sich durch einen äußerst geringen Fremdionenanteil auszeichnet und daher besonders gut für Einsätze geeingnet ist, bei denen es auf höchste Reinheit ankommt. Allgemein kann bei den eingesetzten Gasen die Par­tikelanzahl mit gegenüber Flüssigkeiten verhältnismäßig ge­ringem Aufwand bis auf Werte gebracht werden, die selbst den strengsten bei der Herstellung elektronischer Bauelemente für Reinräume gebräuchlichen Anforderungen entspricht. Bei­spielsweise bedeutet Reinraumklasse 10, daß die Anzahl der Partikel mit einer Größe von mehr als 0.3 µ m pro Kubikfuß der Atmosphäre höchstens 10 beträgt. Die Partikelanzahl in Gasströmen kann z.B. mittels Zählgeräten, die beispielsweise auf dem Prinzip der Streulichtmessung beruhen, überwacht werden.

[0014] Als oxidierendes Gas, dessen Wirkung mit der des Wasser­stoffsuperoxids bei den herkömmlichen Prozessen vergleichbar ist, wird mit besonderem Vorteil Ozon oder ozonisierter Sauerstoff eingesetzt. In vielen Fällen ist dabei ein Ozon­gehalt von 0.5 bis 15 Vol%, bezogen auf den Gesamtgasstrom, ausreichend, wobei jedoch der Einsatz von Gasströmen mit demgegenüber höherem oder niedrigerem Ozonanteil nicht aus­geschlossen ist. Ozonhaltiger Sauerstoff kann in einfacher Weise mit Hilfe von sog. Ozonisatoren hergestellt werden, also handelsüblichen Geräten, in denen durchströmender Sauerstoff beispielsweise unter dem Einfluß von elektrischen Glimmentladungen teilweise in Ozon umgewandelt wird. Mit derartigen Geräten lassen sich meist Ozongehalte bis zu etwa 15 Vol%, bezogen auf Sauerstoff, erzielen. Höhere Ozongehal­te zwischen typisch 20 und 30 Vol% lassen sich auch mit man­chen mit speziellen Elektroden ausgerüsteten Elektrolysege­räten erhalten. Im Rahmen der Erfindung können solche ozon­haltige Gase sowohl einzeln für sich, als auch gleichzeitig mit einer oder mehreren der anderen genannten gasförmigen chemisch wirksamen Substanzen eingesetzt werden. Dabei sind allerdings zwischen den einzelnen Komponenten ablaufende Re­doxreaktionen, wie beispielsweise zwischen Ozon und Ammo­niak, in Betracht zu ziehen, welche in Konkurrenz zu den eigentlich erwünschten Reaktionen mit der Scheibenoberfläche treten können.

[0015] Als weitere oxidierende Gase können ergänzend oder alterna­tiv insbesondere die Halogene Chlor und Brom eingesetzt werden, die wie die bereits genannten Gase ebenfalls leicht und in hoher Reinheit zugänglich und verfügbar sind und im Zusammenspiel mit Wasser auf der Scheibenoberfläche chemisch wirksam werden können.

[0016] Als System, in dem Wasser, gasförmige chemisch wirksame Sub­stanzen sowie die Oberfläche der Halbleiterscheiben mitein­ander in Wechselwirkung treten können, eignen sich grund­sätzlich Reaktionsräume, die das Einbringen einzelner oder mehrerer Halbleiterscheiben in eine Arbeitsposition, die gleichzeitige und gezielte Zufuhr von feinverteiltem Wasser und gasförmigen chemisch wirksamen Substanzen und deren gleichmäßige Einwirkung auf die Scheibenoberflächen, das Auffangen und ggf. Entfernen der dabei anfallenden Flüssig­keiten sowie nach Abschluß der Behandlung die Entnahme der Scheiben und ggf. das Einbringen einer weiteren Charge ge­statten. Gegebenenfalls können auch Möglichkeiten vorgesehen werden, die Scheiben in der Arbeitsposition zu bewegen, bei­spielsweise durch Rotation. Geeignete Reaktionsräume können in der Art der bekannten Sprühätz- oder Sprühreinigungskam­mern gestaltet sein, wobei zweckmäßig anstelle der Einlei­tungsmöglichkeiten für die verschiedenen Lösungen entspre­chende Einrichtungen für die Zufuhr der verschiedenen Gase und des Wassers vorgesehen werden. Grundsätzlich ist es je­doch auch möglich, gemischte Systeme zu betreiben, die so­wohl über die Möglichkeit zur Einleitung von Gasen als auch von Lösungen verfügen, beispielsweise wenn bestimmte Mischungen eingesetzt werden sollen, die sich über die Gas­phase nicht oder nur schwer herstellen lassen, wie etwa Was­serstoffperoxid/Ammoniak- oder Wasserstoffperoxid/Chlorwas­serstofflösungen.

[0017] Zweckmäßig werden die anfallenden wässrigen Phasen nach ihrer Einwirkung auf die Scheibenoberfläche möglichst rasch aus dem System entfernt, um etwaige Störungen der sich zwi­schen fester, flüssiger und Gasphase einstellenden Gleichge­wichte zu verhindern und/oder Verunreinigungen abzuführen, die bei dem Prozeß aufgenommen werden. Dieses Verfahren hat sich in den meisten Fällen als günstiger erwiesen, als die verbrauchten Flüssigkeiten im System zu sammeln und por­tionsweise abzuführen, obwohl auch diese Variante grundsätz­lich nicht ausgeschlossen ist.

[0018] Die letztendlich auf der Scheibenoberfläche wirksamen Kon­zentrationen der gasförmig eingespeisten chemisch wirksamen Substanzen im Zusammenwirken mit dem feinverteilten Wasser können durch die jeweils eingestellten Mengen- bzw. Volu­menanteile beeinflußt werden, in denen die Komponenten in der Zeiteinheit in das System einströmen. Zweckmaßig werden die optimalen Werte an Hand von Vorversuchen ermittelt. Als Richtwerte können die Konzentrationen dienen, die bei den herkömmlichen reinen Flüssigprozessen für die entsprechenden Lösungen eingestellt werden. Aus diesen Konzentrationen las­sen sich dann in erster Näherung die Mengenverhältnisse und die entsprechenden Durchflußraten ableiten, in denen die Komponenten jeweils im System bereitgestellt werden müssen. Beispielsweise werden im Falle einer herkömmlicherweise ein­gesetzten ca. 10 gew%igen Salzsäurelösung die in der Zeit­einheit dem System zugeführten Mengen an Chlorwassertoffgas und an feinverteiltem Wasser auf ein Gewichtsverhältnis von etwa 1:9 eingestellt. Ausgehend von diesen Werten kann dann ggf. noch eine Feinabstimmung erfolgen.

[0019] Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich Rei­nigungsprozesse, bei denen die Oberfläche von polierten Halbleiterscheiben zur Entfernung von restlichen kontami­nierenden Teilchen und zur Einstellung bestimmter Ober­flächeneigenschaften naßchemisch behandelt wird, in beson­ders einfacher und eleganter Weise durchführen. Eine mög­liche Abfolge von Prozeßschritten, bei der die Oberflächen von Halbleiterscheiben zunächst von etwaigen Polierrück­ständen befreit und schließlich in einen hydrophilen Zustand versetzt werden, kann beispielsweise folgendermaßen ablau­fen: Zunächst werden die Scheiben z.B. in einer Prozeßhorde in das System, beispielsweise eine umgerüstete Sprühätzkam­mer, eingebracht, wo mittels mehrerer Düsensysteme ein kon­tinuierlicher Wassernebel erzeugt wird. Durch kurzzeitiges Einspeisen von Fluorwasserstoffgas wird im System Flußsäure gebildet, die von der Scheibenoberfläche eine etwa gebildete Oxidschicht mitsamt den darin enthaltenen Verunreinigungen ablöst. Nach Beendigung der HF-Einleitung und unter fortge­setztem Einsprühen von Wasser werden die Scheiben säurefrei gewaschen und dann dem System kurzzeitig ein ozonisierter Sauerstoffstrom zugemischt, der erneut die Bildung einer oberflächlichen Oxidschicht bewirkt. Danach werden die Scheiben im zusatzfreien Wassernebel gewaschen, dann durch erneute HF-Einleitung ins System die Oxidschicht abgelöst und schließlich nach einem weiteren Waschschritt durch Ein­leiten von ozonisiertem Sauerstoff und Chlorwasserstoffgas eine hydrophile Scheibenoberfläche erzeugt, wobei abschlies­send durch einen Waschschritt die letzten Reste der chemisch aktiven Substanzen aus dem System entfernt werden. An­schließend können die Scheiben zur Trocknung entnommen oder aber im System beispielsweise im Stickstoff- oder Argon­strom, ggf. auch bei erhöhter Temperatur, getrocknet wer­den. Es ist selbstverständlich, daß dieser hier erläuterte Prozeß nicht im Sinne einer Beschränkung des Erfindungsge­ dankens zu sehen ist, sondern nur beispielhaft eine der vie­len möglichen Ausführungsformen aufzeigen soll.

[0020] Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt nicht nur in der hohen Partikelfreiheit der auf die Scheiben einwir­kenden Agentien, dank der für Gase erheblich höher ent­wickelten Reinigungstechnik. Auch die Vorratshaltung ist mit deutlich weniger Aufwand verbunden, da die chemisch wirk­samen Substanzen nicht in Lösung, sondern in Gasform bereit­gestellt werden können. Des weiteren sind derartige Systeme leicht steuerbar und können, z.B. durch den Einbau von rech­nergesteuerten Magnetsystemen, automatisiert werden. Nicht zuletzt sind die Prozesse sehr leicht abzuändern und gestat­ten es, in flexibler Weise auf verschiedene Anforderungen zu reagieren, beispielsweise wenn hydrophobe anstatt hydrophi­ler Scheibenoberflächen erzeugt werden sollen, da nicht große entsprechend geänderte Lösungen hergestellt werden müssen. Insgesamt gesehen kann dadurch auch der Chemikali­enbedarf und die anfallende Menge an zu entsorgenden Chemi­kalien verringert werden.

[0021] Das Verfahren eignet sich insbesondere zur naßchemischen Be­handlung von Elementhalbleitern wie Germanium und vorzugs­weise Silicium. Es kann jedoch auch bei Verbindungshalblei­tern wie Galliumarsenid, Galliumphosphid, Indiumphosphid oder Cadmiumtellurid eingesetzt werden.

[0022] Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbei­spiels näher erläutert:

[0023] In einer herkömmlichen, jedoch zur Gaseinleitung umgerüste­ten Sprühreinigungskammer wurde an polierten Siliciumschei­ben ein Reinigungsprozeß durchgeführt.

[0024] Die Kammer war zu diesem Zweck anstelle von Einleitungsmög­lichkeiten für verschiedene Lösungen mit Gasanschlüssen zur Zuführung von Fluorwasserstoffgas, Chlorwasserstoffgas, ozonisiertem Sauerstoff und Argon versehen. Die einzelnen Gase wurden in Stahlflaschen bereitgestellt, über Druckmin­derer auf den Arbeitsdruck eingestellt und konnten über steuerbare Regelventile in bestimmten Durchflußraten in das Kammersystem eingespeist werden. Das Sauerstoffgas durchlief einen handelsüblichen Ozonisator, in dem es mit ca. 8 Vol% Ozon angereichert wurde.

[0025] Weiterhin konnte in die Kammer über ein Düsensystem Wasser in der Weise eingesprüht werden, daß sich im Innenraum ein homogener, aerosolartiger Sprühnebel aufbaute. Das einge­setzte Wasser war durch Umkehrosmose von Fremdionen und durch Ultrafiltration von Partikeln befreit und entsprach dem in der Halbleitertechnik für naßchemische Reinigungspro­zesse mit Lösungen üblichen Reinheitsstandard.

[0026] In jeden der Gasströme war vor seinem Eintritt in die eigentliche Reinigungskammer ein Membranfilter aus Poly­tetrafluorethylen mit einer Porengröße von ca. 0.2 µ m ein­geschaltet. Stichprobenartige Untersuchungen mittels Parti­kelzähler ergaben, daß die Gasströme nach der Filtration den Anforderungen der Reinraumklasse 10 genügten; d.h. sie ent­hielten maximal 10 Partikel mit mehr als 0.3 µ m Teilchen­größe pro Kubikfuß.

[0027] Nun wurde eine mit ca. 25 polierten Siliciumscheiben (Durch­messer ca. 10 cm) bestückte Prozeßhorde auf den im System befindlichen Drehteller aufgelegt und in Drehung versetzt, so daß die Scheiben in der Längsachse der Sprühkammer rotierten. Gleichzeitig wurde mit dem Einsprühen des Wassers begonnen, wodurch die Scheiben rasch von einem dichten Wassernebel umgeben wurden. Die Temperatur des Wassers be­trug ca. 60°C. Nach etwa 20 Sekunden wurde das Ventil für Fluorwasserstoffgas geöffnet und HF-Gas eingeleitet, wobei dessen Durchflußrate und die des Wassers so aufeinander ab­gestimmt wurden, daß die im System in der Zeiteinheit je­weils vorhandenen Mengen beider Stoffe einer ca. 0.5 gew%igen Flußsäure entsprachen. Nach etwa 60 sec wurde der Gasstrom unterbrochen, und für ca. 100 sec nur Wasser auf die Scheiben gesprüht. Danach wurde unter fortgesetzter Wasserzufuhr für ca. 120 sec in die Behandlungskammer Chlor­wasserstoffgas (ca. 5 Gew%, bezogen auf Wasser) und ozoni­sierter Sauerstoff (ca. 1l Gasgemisch pro l Wasser) einge­leitet. Daran schloß sich ein 180 sec dauernder Spülschritt mit reinem Wasser ohne Gaszusatz an. Nun wurde erneut für ca. 60 sec Fluorwasserstoffgas eingeleitet, und zwar in der bereits vorher verwendeten Durchflußrate. (Eine solche Vor­gehensweise ist nicht zwingend vorgeschrieben; es können auch jeweils verschiedene Durchflußraten zum Einsatz kommen) Daraufhin wurde wieder für etwa 100 sec nur mit Wasser ge­spült und schließlich für weitere 60 sec zusätzlich ozoni­sierter Sauerstoff eingeleitet, und zwar wieder so, daß pro l Wasser auch etwa 1l Gasgemisch eingespeist wurde. Schließlich wurde sowohl der Gas- als auch der Wasserstrom gestoppt und die Scheiben trockengeschleudert, wobei der Trockenvorgang durch einen Argonstrom unterstützt wurde.

[0028] Die erhaltenen hydrophilen Siliciumscheiben wurden entnommen und mit Hilfe der sog. VPD/AAS-Analysenmethode auf Oberflä­chenverunreinigungen untersucht. Diese Untersuchungsmethode ist in "Chemical Analysis of Ultratrace Impurities in SiO₂ Films", A. Shimazaki et al., Extended Abstracts of the l6th Conference on Solid State Devices and Materials, Kobe 1984, Seite 281-284 beschrieben und gestattet die Erfassung ge­ringster Verunreinigungsmengen. Die Untersuchung erbrachte das folgende durchschnittliche Ergebnis (Angaben jeweils in Atomen/cm²):
Eisen: weniger als 7.0 x 10¹⁰
Chrom: weniger als 7.5 x 10¹⁰
Aluminium: 5.4 x 10¹¹
Zink: 1.4 x 10¹¹
Diese Werte entsprachen damit den besten mit den herkömm­lichen, mit wässrigen Lösungen durchgeführten Bad- oder Sprühreinigungsprozessen erzielbaren Reinheitsstufen.

Ansprüche

1. Verfahren zur naßchemischen Oberflächenbehandlung von Halbleiterscheiben, bei dem wässrige, eine oder mehrere chemisch wirksame Substanzen gelöst enthaltende Phasen zur Einwirkung auf die Oberflächen gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß in ein die zu behandelnden Halbleiterscheiben enthaltendes System die chemisch wirksamen Substanzen in gasförmigem und das Wasser in feinverteiltem flüssigem Zustand eingeleitet und die auf die Oberflächen einwirkenden Phasen unmittelbar im System durch Zusammenwirken der Gas- und der flüssigen Phase gebildet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser als Sprühnebel in das System eingeleitet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Wasser auf eine Temperatur von 10 bis 90°C eingestellt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die chemisch wirksamen Substanzen ausgewählt werden aus der Gruppe der Gase Ammoniak, Chlorwasserstoff, Fluorwasserstoff, Ozon bzw. ozonisierter Sauerstoff, Chlor oder Brom.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser und die che­misch wirksamen Substanzen vor dem Einsatz einer die Partikelzahl reduzierenden Behandlung unterzogen werden.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als zu behandelnde Halb­leiterscheiben Siliciumscheiben eingesetzt werden.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in das System ein konti­nuierlicher Strom feinverteilten Wassers und eine Abfol­ge von gasförmigen chemisch wirksamen Substanzen einge­leitet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfolge so eingestellt wird, daß zwischen der perio­dischen Einleitung der chemisch wirksamen Substanzen Wasser auf die zu behandelnden Halbleiterscheiben ein­wirkt.